Выпрямительные устройства и их характеристики
Информация - Компьютеры, программирование
Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование
°живающим фильтрам является максимальное уменьшение высокочастотных составляющих токов в сопротивлении нагрузки.
У индуктивного элемента , а у емкостного элемента
,
где k - номер гармоники.
Поэтому индуктивность устанавливают последовательно, а емкость - параллельно нагрузке.
Емкостной фильтр
Конденсатор заряжается до напряжения U2, когда U2 > Uс (интервал t1 - t2). В течение интервала времени (t2 - t3) напряжение Uс > U2 - диод закрыт, а конденсатор разряжается через резистор Rн с постоянной времени .
С момента времени t3 Uс < U2 - конденсатор заряжается и т.д.
То есть, когда диод пропускает ток конденсатор заряжается, а когда к диоду приложено обратное напряжение - конденсатор разряжается на нагрузку Rн.
Индуктивный фильтр
В течение положительного полупериода напряжения u2, когда ток i нарастает, индуктивная катушка Lф запасает энергию, а в отрицательный полупериод - энергия расходуется на поддержание тока.
Длительность импульсов тока iн определяется постоянной времени . Чем больше индуктивность Lф, тем больше затягивается импульс и его амплитуда снижается из-за индуктивного сопротивления . Падает и среднее значение тока.
Обычно индуктивность Lф в однополупериодных схемах не применяют, а используют в двухполупериодных:
Разновидности сглаживающих фильтров:
LC- RC-фильтры; Г-, П-, Т- образные фильтры.
4. Внешние характеристики выпрямителей
Сопротивление нагрузки Rн при работе изменяется, что вызывает изменение нагрузочного тока Iн.
Трансформаторы и вентили (диоды) имеют определенные величины активных сопротивлений Rтр и Rпр. На этих сопротивлениях происходит падение напряжения от тока Iн, приводящее к изменению напряжения на нагрузке Uн.
Внешняя характеристика выпрямителя Uн(Iн).
,
где Uхх - выпрямленное напряжение при Iн=0;
- среднее значение падения напряжения на сопротивлении диода в прямом направлении;
- среднее значение падения напряжения на активном сопротивлении вторичной обмотки трансформатора.
Внешняя характеристика определяет границы изменения нагрузочного тока, при котором выпрямленное напряжение не снижается ниже допустимой величины.
1 - выпрямитель без фильтра (характеристика нелинейна из-за Rпр);
2 - Выпрямитель с емкостным фильтром;
В режиме ХХ (Iн=0) выпрямленное напряжение равно амплитудному значению Umхх, а без фильтра - среднему значению.
Для однополупериодного выпрямителя
;
Для двухполупериодного -
.
При росте тока нагрузки кривая 2 падает более резко, поскольку падение происходит также за счет более быстрого разряда конденсатора на меньшее сопротивление, что снижает напряжение на нагрузке.
3 - Выпрямитель с Г-образным RC-фильтром. Дополнительное снижение напряжения вызвано падением напряжения на последовательно включенном резисторе Rф.